CN107427079A - 用于气溶胶生成装置的加热元件模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于气溶胶生成装置的加热元件模块，其包括：具有加热部分的伸长加热元件；加热元件安装件，其中所述加热元件从所述加热元件安装件的第一表面基本上垂直地延伸；和第一突起和第二突起，其从所述加热元件安装件的所述第一表面基本上垂直地延伸且毗连所述加热元件的第一侧和第二侧。本发明另外涉及一种合并有此类加热元件模块的气溶胶生成装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于气溶胶生成装置或气溶胶生成系统的加热元件模块，并且涉及一种合并有这类加热元件模块的气溶胶生成装置或系统。具体来说，本发明涉及一种加热元件模块，其用于加热具有固体气溶胶形成基质的气溶胶生成制品。
背景技术
对于能够递送供用户吸入的气溶胶的手持气溶胶生成装置的需求日益增加。需要的一个特定领域是加热气溶胶形成基质以释放挥发性香味化合物，而无需燃烧所述气溶胶形成基质的加热式吸烟装置。所释放的挥发性化合物在气溶胶内被传送给用户。
通过加热气溶胶形成基质操作的任何气溶胶生成装置都必须包含加热组合件。已针对不同类型的气溶胶形成基质提出多种不同类型的加热组合件。
针对加热式吸烟装置已提出的一种类型的加热组合件通过将加热器插入到固体气溶胶形成基质(如烟草塞)中而操作。这种布置允许基质被直接且有效地加热。但这种类型的加热组合件存在许多技术挑战，包含符合小尺寸、稳固性、低制造成本、足够操作温度和有效地定位生成的热的要求。
包括通过加热而非燃烧生成气溶胶的烟草的加热式气溶胶生成制品在所属领域中是已知的。用作加热式气溶胶生成制品中的气溶胶形成基质的部分的烟草设计成在加热时而非在燃烧时产生气溶胶。用于加热此类气溶胶生成制品的气溶胶生成装置可以具有可插入到气溶胶生成制品的烟草中的加热元件以改进热传递。
希望提供一种用于提供定位热源以用于加热气溶胶形成基质的气溶胶生成装置的稳固、廉价、加热组合件。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种用于气溶胶生成装置的加热元件模块，其包括：具有加热部分的伸长加热元件；加热元件安装件，其中加热元件从所述加热元件安装件的第一表面基本上垂直地延伸；和从所述加热元件安装件的第一表面基本上垂直地延伸且毗连加热元件的第一侧和第二侧的第一突起和第二突起。
有利的是，在使用时，提供第一突起和第二突起减少伸长加热元件的弯曲偏转，且增加抗断裂(包含破裂)性。
所述加热元件从加热元件安装件的第一表面延伸的部分优选地具有大于其宽度(大于其厚度)的长度，加热部分面向的第一侧和第二侧由宽度和长度界定。
第一突起和第二突起优选地从加热元件安装件的第一表面沿加热部分的长度延伸约2mm到约10mm的距离。更优选的是，第一突起和第二突起从加热元件安装件的第一表面沿加热部分的长度延伸约3mm到约6mm的距离。
第一突起和第二突起中的每一个优选地具有非平坦自由表面。突起的自由表面定义成不附接到加热元件安装件的第一表面且不毗连加热元件的突起的表面。自由表面优选地远离加热元件安装件成锥形。第一突起和第二突起中的每一个的非平坦自由表面是球形的，例如，每一个突起可以是四分之一球体。替代地，每一个非平坦自由表面可以是圆锥形，例如，半圆椎体。每一个突起可以是截头圆锥形。
可能优选的是，加热元件安装件的至少一部分是圆锥形状的。圆锥形状包括角锥形状。整个加热元件安装件可以是圆锥形状的，其中圆锥体的顶点指向加热器的加热部分。
当用于气溶胶生成装置时，具有带有非平坦自由表面的第一突起和第二突起的加热元件模块可以通过与所述装置一起使用的气溶胶生成制品来改进气流。非平坦自由表面使得气溶胶生成制品的末端的一部分能够毗连每一个突起的前边缘，同时维持到气溶胶生成制品末端的其余部分的气流路径。
与加热元件的第一侧和第二侧为毗连关系的第一突起和第二突起的部分可以布置成相对于加热元件自由地滑动。以这种方式，第一突起与第二突起之间的毗连界面可以适应加热元件安装件材料和加热元件材料的不同收缩率和膨胀率。
如本文中所使用，术语‘气溶胶形成基质’是指一种能够释放挥发性化合物的基质，所述挥发性化合物可以形成气溶胶。可以通过加热气溶胶形成基质释放此类挥发性化合物。气溶胶形成基质可以便利地是气溶胶生成制品或吸烟制品的一部分。
如本文中所使用，术语‘气溶胶生成制品’和‘吸烟制品’是指一种包括能够释放挥发性化合物的气溶胶形成基质的制品，所述挥发性化合物可以形成气溶胶。举例来说，气溶胶生成制品可以是生成可以通过用户的口直接吸入到用户的肺中的气溶胶的吸烟制品。气溶胶生成制品可以是一次性的。包括气溶胶形成基质(包括烟草)的吸烟制品被称作烟支。
所述加热元件安装件为加热元件提供结构支承且使加热元件牢固地固定在气溶胶生成装置内。所述加热元件安装件可以包括聚合物材料，且有利地由可模制的聚合物材料(如聚醚醚酮(PEEK))形成。使用可模制的聚合物使加热元件安装件围绕加热元件模制且借此稳固地固持加热元件。其还允许加热元件安装件以廉价方式制造成具有所需外部形状和尺寸。加热器衬底可以具有机械特征，如耳状物或凹槽，所述机械特征加强了加热元件安装件到加热器的固定。当然有可能使用其它材料以用于加热器安装件，如陶瓷材料。有利的是，加热器安装件可以由可模制的陶瓷材料形成。
第一突起和第二突起可以与加热元件安装件一起整体地模制。在加热元件被接纳在安装件中之后，第一突起和第二突起可以形成在加热元件安装件上。加热元件可以具备脱模剂以防止突起材料在形成期间粘附到加热元件。
使用聚合物固持加热器意味着加热元件安装件附近的加热器的温度必须控制在低于聚合物将熔融燃烧或以其它方式降解的温度。同时，在气溶胶形成基质内的加热器的部分的温度必须足以产生具有所需特性的气溶胶。
加热部分可以包括支承由导电材料形成的迹线的陶瓷绝缘衬底。加热器衬底可以由脆性材料形成，且加热器安装件可以提供支承以防止加热器弯曲和扭转。由电绝缘材料形成的加热器衬底可以是陶瓷材料，如氧化锆或氧化铝。加热器衬底可以为加热元件在广泛范围的温度内提供机械稳定的支承，且可以提供适合于插入到气溶胶形成基质中的刚性结构。加热器衬底可以包括上面定位有加热元件的平坦表面和配置成允许插入到气溶胶形成基质中的锥形端部。加热器衬底适宜具有小于或等于2瓦/米开尔文(Watts per metreKelvin)的热导性。
加热元件模块优选地进一步包括用于为从加热元件安装件的第二表面延伸的加热部分供电的电接触。
加热元件可以包括由不同材料形成的部分。加热元件可以包括配置成当电流经过加热元件时第一部分被加热到比第二部分更高温度(或反之亦然)的第一部分和第二部分。加热元件的第一部分可以由第一材料形成，且加热元件的第二部分可以由第二材料形成，其中第一材料具有比第二材料高的电阻率系数。举例来说，第一材料可以是Ni-Cr(镍-铬)、铂、钨或合金线且第二材料可以是金或银或铜。加热器元件的第一部分和第二部分的尺寸也可以不同，从而在第二部分中提供较低的每单位长度的电阻。
在电阻加热器中，由加热器产生的热取决于加热元件的电阻。对于给定电流，加热元件的电阻越高，产生的热越多。希望所产生的大部分热是由加热元件的第一部分产生。因此，希望加热元件的第一部分具有比加热器元件的第二部分高的每单位长度的电阻。
在一个实施例中，加热元件的第一部分可以由温度与电阻率之间具有所定义关系的材料形成。这使加热器被用于加热气溶胶形成基质和在使用期间监测温度两个。有利的是，第一部分具有比第二部分高的电阻温度系数。这确保加热器元件的电阻值主要反映加热器元件的第一部分的温度。已发现铂是用于加热器元件的第一部分的良好选择。
可以选择加热器的尺寸以适合加热组合件的应用，且应清楚，可以彼此独立地选择加热器的宽度、长度和厚度。在一个实施例中，加热器基本上是叶片形状，且具有用于插入到气溶胶形成基质中的锥形端部。加热器的总长度可以介于约15mm与约30mm之间，且有利地介于约20mm与约25mm之间。上面定位有加热元件的加热器的表面的宽度可以介于约2mm与约10mm之间，且有利地介于约3mm与约6mm之间。加热器的厚度可以介于约0.2mm与约0.5mm之间，且优选地介于0.3mm与0.4mm之间。加热器的有源加热区域(对应于其中定位有加热元件的第一部分的加热器的部分)的长度可以介于5mm与20mm之间，且有利地介于8mm与15mm之间。加热器安装件与加热元件的第一部分之间的距离可以是至少2mm，且有利地至少2.5mm。在一优选实施例中，加热器安装件与加热元件的第一部分之间的距离是3mm。
加热元件可以进一步包括加热器衬底，且加热部分进一步包括被配置成当电流经过加热部分时第一部分被加热到比第二部分高的温度的第一部分和第二部分。加热部分的第一部分定位在加热器衬底的加热区域上，且加热部分的第二部分是定位在加热器衬底的固持区域上。加热元件安装件和第一突起以及第二突起邻近加热器衬底的固持区域。
优选的是，加热部分的第二部分比第一部分长。也就是说，第二部分沿加热器延伸比第一部分长的长度。
加热部分的第二部分的长度可以例如介于12mm与20mm之间。长度是关于加热器的纵向尺寸来确定。加热部分的第二部分的长度可以是约13mm或约14mm。
加热部分的第一部分的长度可以例如介于8mm与12mm之间。加热部分的第一部分的长度可以是约10mm或约11mm。
在优选实施例中，加热部分的第二部分可以沿加热器的长度延伸13.9mm加或减0.5mm，且电阻加热元件的第一部分可以沿加热器的长度延伸10.5mm加或减0.5mm。
由于电流穿过加热元件，第一部分被加热到比第二部分高的温度。在一个实施例中，加热元件的第一部分被配置成在使用时达到约300℃与约550℃之间的温度。优选的是，加热元件被配置成达到约320℃与约350℃之间的温度。
在电阻加热器中，由加热器产生的热取决于加热元件的电阻。对于给定电流，加热元件的电阻越高，产生的热越多。希望所产生的大部分热是由第一部分产生。因此，希望加热元件的第一部分具有比加热器元件的第二部分高的每单位长度的电阻。
有利的是，加热元件可以包括由不同材料形成的部分。加热元件的第一部分可以由第一材料形成，且加热元件的第二部分可以由第二材料形成，其中第一材料具有比第二材料高的电阻率系数。举例来说，第一材料可以是Ni-Cr(镍-铬)、铂、钨或合金线且第二材料可以是金或银或铜。加热器元件的第一部分和第二部分的尺寸也可以不同从而在第二部分中提供较低的每单位长度的电阻。
可以针对材料的热特性以及其电特性，对用于加热元件的第一部分和第二部分的材料进行选择。有利的是，加热元件的第二部分可以具有低热导性，以便降低从加热区域到加热器安装件的热传导。因此，加热元件的第二部分的材料选择可以是在高电导率与低热导性之间的平衡，至少是在加热元件的第一部分与加热器安装件之间的区。实际上，已发现金是加热元件的第二部分的材料的良好选择。替代地，银可以构成第二部分材料。
有利的是，加热元件的第二部分可以包括两个区段，两个区段中的每一个分别地连接到加热元件的第一部分以界定从第二部分的一个区段到第一部分且接着到第二部分的另一区段的电流流径。加热器安装件可以包围第二部分的两个区段。当然有可能的是，第二部分包括多于两个部分，每一个都电连接到第一部分。
加热元件可以包括被配置成用于电连接到电源的第三部分，其中第三部分是定位在加热器安装件对于加热元件的第一部分相对的侧上。第三部分可以由与第一和第二部分不同的材料形成，且可以经选择以提供低电阻和良好连接特性，例如容易焊接。实际上，已发现银是第三部分的良好选择。替代地，金可以用作第三部分的材料。第三部分可以包括多个区段，每一个都连接到加热元件的第二部分的区段。
根据本发明的第二方面，提供一种气溶胶生成装置，其包括用于接纳气溶胶生成制品的伸长腔和如本文所描述的加热元件模块。加热元件的加热部分被布置成延伸到腔中使得其可以插入到接纳在腔中的气溶胶生成制品中。
如本文中所使用，‘气溶胶生成装置’是指与气溶胶形成基质相互作用生成气溶胶的装置。所述气溶胶形成基质可以是气溶胶生成制品的一部分，例如吸烟制品的一部分。气溶胶生成装置可以是与气溶胶生成制品的气溶胶形成基质相互作用以生成可以通过用户的口直接吸入到用户的肺中的气溶胶的吸烟装置。气溶胶生成装置可以是一种固持器。
加热元件安装件可以形成封闭腔的一端的表面。
装置优选地是能够舒适地固持在单只手的手指之间的便携式或手持装置。装置可以基本上是圆柱形且长度介于70mm与120mm之间。装置的最大直径优选地介于10mm与20mm之间。在一个实施例中，装置具有多边形横截面且在一个面上形成一个突出按钮。在这个实施例中，装置从一个平面到相对平面的直径介于12.7mm与13.65mm之间；从边缘到相对边缘(即从装置一侧的两个面的相交区到另一侧的对应相交区)的距离介于13.4与14.2之间，且从按钮的顶部到相对底平面的距离介于14.2mm与15mm之间。
装置可以是电加热吸烟装置。
装置可以包含除根据第一方面的加热元件模块以外的其它加热器。举例来说，装置可以包含定位在腔的周长周围的外部加热器。外部加热器可以采取任何合适的形式。举例来说，外部加热器可以采取在介电衬底(如聚酰亚胺)上的一个或多个柔性加热箔的形式。可以使柔性加热箔成形以与腔的周长相符。替代地，外部加热器可以采用金属网格、柔性印刷电路板、模制互连装置(MID)、陶瓷加热器、柔性碳纤维加热器的形式，或可以使用涂布技术(如等离子体气相沉积)形成于合适形状的衬底上。外部加热器还可以使用温度与电阻率之间具有所定义关系的金属来形成。在此类示例性装置中，金属可以在两层合适的绝缘材料之间形成为迹线。以这种方式形成的外部加热器可以用于加热并监测外部加热器在操作期间的温度。
电源可以是任何合适的电源，例如DC电压源，如电池。在一个实施例中，电源是锂离子电池。替代地，电源可以是镍金属氢化物电池、镍镉电池或锂基电池，例如锂钴、磷酸锂铁、钛酸锂或锂聚合物电池。
控制元件可以是简单的开关。开关可以是抽吸启动开关，如麦克风。替代地，控制元件可以是电路，且可以包括一个或多个微处理器或微控制器。
在本发明的第三方面中，提供一种包括根据本发明的第二方面的气溶胶生成装置和被配置成接纳在气溶胶生成装置的腔中的一个或多个气溶胶形成制品的气溶胶生成系统。气溶胶生成制品包含气溶胶形成基质。
气溶胶生成系统可以包括加热式气溶胶生成制品，所述加热式气溶胶生成制品包括包含组装在包装纸内的气溶胶形成基质的多个组件以形成具有口端和口端上游的远端的条。中空管(其外径可以介于5mm与15mm之间，且长度介于5mm与15mm之间)可以布置在包装纸内的气溶胶形成基质的上游。气溶胶生成装置的加热器具有足够的长度以在加热式气溶胶生成制品与气溶胶生成装置接合时延伸穿过中空管的内腔且穿透气溶胶形成基质。
中空管可以是刚性的，且可以由基本上不可燃材料形成。如本文中所定义，不可燃材料是难以或不可能使用温度在800℃到1700℃之间且通常在800℃到1200℃范围内的火焰点燃的材料。一般来说，在约800℃到1200℃之间或高达1700℃的温度范围中基本上不释放有毒的或者有害的或非所要的化合物的任何材料属于本文中所考虑的基本不可燃材料。
可刺穿的薄膜可以跨越中空管的一端。中空管具有近端和远端。可刺穿的薄膜可以跨越中空管的远端。可刺穿的薄膜可以跨越中空管的近端。由可刺穿的薄膜跨越的中空管可以在用户施加火焰和抽吸制品的口端情况下保护条的远端免于点燃。来自火焰的热量冲击不可燃的中空管。相比于气溶胶形成基质位于加热式气溶胶生成制品的远端的情况，位于中空管的下游的气溶胶形成基质更不大可能达到其燃烧温度。此外，可刺穿的薄膜有助于防止空气通过条被抽吸。因此，降低了无意或意外点燃气溶胶形成基质的风险。
优选的是，中空管是由聚合物、金属或陶瓷形成的刚性中空管。刚性中空管优选地是由选自由金属箔、陶瓷、高填充纸、乙酸纤维素和聚芳基醚酮(PAEK)聚合物组成的列表的材料形成。
气溶胶形成制品可以是吸烟制品。在操作期间，可以在气溶胶生成装置内部分含有含气溶胶形成基质的吸烟制品。
吸烟制品的形状可以是基本上圆柱形的。吸烟制品可以是基本上伸长的。吸烟制品可以具有一定长度和基本上垂直于所述长度的圆周。气溶胶形成基质的形状可以是基本上圆柱形的。气溶胶形成基质可以是基本上伸长的。气溶胶形成基质也可以具有一定长度和基本上垂直于所述长度的圆周。
吸烟制品的总长度可以介于约30mm与约100mm之间。吸烟制品的外径可以介于约5mm与约12mm之间。吸烟制品可以包括过滤器塞。过滤器塞可以位于吸烟制品的下游端。过滤器塞可以是乙酸纤维素过滤器塞。过滤器塞在一个实施例中长度是约7mm，但其长度可以介于约5mm与约10mm之间。
在一个实施例中，吸烟制品的总长度是约45mm。吸烟制品的外径可以是约7.2mm。此外，气溶胶形成基质的长度可以是约10mm。替代地，气溶胶形成基质的长度可以是约12mm。此外，气溶胶形成基质的直径可以介于约5mm与约12mm之间。吸烟制品可以包括外部包装纸。此外，吸烟制品可以包括在气溶胶形成基质与过滤器塞之间的间隔。间隔可以是约18mm，但可以是在约5mm到约25mm的范围内。
气溶胶形成基质可以是固体气溶胶形成基质。替代地，气溶胶形成基质可以包括固体和液体组分两种。气溶胶形成基质可以包括含烟草的材料，所述含烟草的材料含有在加热时从所述基质释放的挥发性烟草香味化合物。替代地，气溶胶形成基质可以包括非烟草材料。气溶胶形成基质可以进一步包括有助于致密且稳定气溶胶形成的气溶胶形成剂。合适的气溶胶形成剂的实例是丙三醇和丙二醇。
如果气溶胶形成基质是固体气溶胶形成基质，那么所述固体气溶胶形成基质可以包括例如以下中的一种或多种：粉末、颗粒、小球、碎片、细条、条状物或片材，所述材料含有草本植物叶、烟草叶、烟草肋料、再造烟草、均质烟草、挤出烟草、铸型叶烟草和膨胀烟草中的一种或多种。固体气溶胶形成基质可以呈疏松形式，或可以在合适容器或匣体中提供。任选地，固体气溶胶形成基质可以含有在基质加热时释放的额外烟草或非烟草挥发性香味化合物。固体气溶胶形成基质还可以含有胶囊，所述胶囊例如包含额外烟草或非烟草挥发性香味化合物，并且此类胶囊可以在加热固体气溶胶形成基质期间熔融。
如本文中所使用，均质烟草是指通过使颗粒烟草聚结而形成的材料。均质烟草可以呈片材的形式。均质烟草材料可以具有以干重计大于5％的气溶胶形成剂含量。均质烟草材料可以替代地具有以干重计介于5重量％与30重量％之间的气溶胶形成剂含量。均质烟草材料的片材可以通过使颗粒烟草聚结而形成，所述颗粒烟草通过将烟草叶片和烟草叶梗中的一种或两种研磨或以其它方式组合而获得。替代地或另外，均质烟草材料的片材可以包括在例如烟草的处理、操作和运送期间形成的烟草尘、碎烟和其它颗粒烟草副产品中的一种或多种。均质烟草材料的片材可以包括是烟草内生粘合剂的一种或多种固有粘合剂、是烟草外生粘合剂的一种或多种外来粘合剂或其组合，以帮助聚结颗粒烟草；替代地或另外，均质烟草材料的片材可以包括其它添加剂，包含(但不限于)烟草和非烟草纤维、气溶胶形成剂、保湿剂、增塑剂、调味剂、填充剂、水性溶剂和非水性溶剂以及其组合。
任选地，固体气溶胶形成基质可以在热稳定载体上提供或嵌入在热稳定载体中。载体可以采用粉末、颗粒、小球、碎片、细条、条状物或片材形式。替代地，载体可以是管状载体，其内表面、或其外表面、或其内表面和外表面两个上沉积有固体基质薄层。此类管状载体可以由例如纸或纸样材料、非织造碳纤维垫、低质量开网金属丝网(low mass open meshmetallic screen)或穿孔金属箔或任何其它热稳定聚合物基质形成。
在一特别优选的实施例中，气溶胶形成基质包括均质烟草材料的聚集卷曲片材。如本文所使用，术语‘卷曲片材’表示具有多个基本上平行的隆脊或波纹的片材。优选地，当气溶胶生成制品已被组装时，基本上平行的隆脊或波纹沿着气溶胶生成制品的纵向轴线延伸或平行于所述纵向轴线延伸。这有利地促进聚集均质烟草材料的卷曲片材，以形成气溶胶形成基质。然而，应了解，用于包含在气溶胶生成制品中的均质烟草材料的卷曲片材可以替代地或另外具有多个基本上平行的隆脊或波纹，当气溶胶生成制品已被组装时，所述多个基本上平行的隆脊或波纹与气溶胶生成制品的纵向轴线呈锐角或钝角布置。在某些实施例中，气溶胶形成基质可以包括在基本上其整个表面上基本上均匀纹理化的均质烟草材料的聚集片材。举例来说，气溶胶形成基质可以包括均质烟草材料的聚集的卷曲片材，所述均质烟草材料的聚集的卷曲片材包括在片材的整个宽度上基本均匀地间隔开的多个基本平行的隆脊或波纹。
固体气溶胶形成基质可以例如片材、发泡体、胶或浆液的形式沉积在载体的表面上。固体气溶胶形成基质可以沉积在载体的整个表面上，或替代地，可以按图案方式沉积，以便在使用期间提供不均匀的香味递送。
气溶胶生成系统是气溶胶生成装置和用于与所述装置一起使用的一个或多个气溶胶生成制品的组合。然而，气溶胶生成系统可能包含额外组件，例如用于为电操作式气溶胶生成装置或电气溶胶生成装置中的机载电源再充电的充电单元。
本发明的一个方面中的任何特征可以按照任何适当组合应用于本发明的其它方面。具体来说，方法方面可以应用于设备方面，且反之亦然。此外，一个方面中的任何、一些和/或所有特征可以任何适当的组合应用于任何其它方面中的任何、一些和/或所有特征。
还应了解，本发明的任何方面中所描述且定义的各种特征的特定组合可以独立地实施和/或供应和/或使用。
附图说明
将参考附图仅通过举例来进一步描述本发明，在附图中：
图1展示包括加热元件模块的气溶胶生成装置的实施例的一部分；
图2展示图1中所展示的加热元件模块的加热元件组件的详细平面视图；
图3展示图1中所展示的加热元件模块的详细平面视图；
图4展示图3中所展示的加热元件模块的侧视图；
图5展示图3和4中所展示的加热元件模块的端部视图；以及
图6展示用于气溶胶生成装置中的气溶胶生成制品的示意性图。
具体实施方式
图1示出包括加热元件模块100的气溶胶生成装置10的实施例的一部分。示出气溶胶生成装置10与气溶胶生成制品20接合，以供用户消耗所述气溶胶生成制品20。
气溶胶生成装置10包括伸长护套12以用于接纳供消耗的气溶胶生成制品20。护套12的近端13是打开的，以允许存取气溶胶生成制品20。包括加热元件95的加热元件模块100跨越护套14的远端14。加热元件95由加热元件安装件110保持，使得加热元件95的加热部分位于护套12内。加热部分是定位成在气溶胶生成制品20完全接纳在护套12内时与气溶胶生成制品的远端接合。
加热元件95成形为终止于点91的刀片形式。也就是说，加热元件95的长度尺寸大于其宽度尺寸，而宽度尺寸大于其厚度尺寸。加热元件95的第一面97和第二面98由加热元件的宽度和长度界定。第一突起115和第二突起116从安装件110的第一表面向上延伸。这些第一突起115和第二突起116分别毗连加热元件95的第一面97和第二面98。突起115、突起116用于稳定加热元件95抵抗由加热元件95的偏转和扭转引起的应力。下表1.0展示在不使突起稳定的情况下和在使突起稳定的情况下加热元件之间故障所需的偏转和力的比较。测试利用英斯特朗5565(Instron 5565)材料测试系统。测试机器被配置成使用楔形测试头部在邻近点91垂直于加热元件施加力。以约0.1毫米/分钟的速率降低测试头部，且施加于加热部分的初始负荷是0.1N。如从表1.0中展示的测试数据可以看出，针对每种类型的加热元件重复测试5次。本发明的加热元件展示在故障、偏转减少和弯曲应力减小之前具有更高的阻力。
表1.0
加热元件包括两个加热部分100和102。加热部分200邻近第一突起115和第二突起116，所述加热部分的电阻小于加热部分202的电阻。在使用时，这意味着加热部分202被加热到比加热部分200高的温度，每一个部分中的电流是相同的。
气溶胶生成装置10包括电源和允许加热元件95被致动的电子件(未展示)。此类致动可以人工地操作或可以响应于用户抽吸气溶胶生成制品而自动地发生。
如图1中所示，示例性气溶胶生成制品可以描述如下。
制品20包括五个元件：刚性中空管302、气溶胶形成基质304、中空乙酸纤维素管306、传递区段308和烟嘴过滤器310。这五个元件依序布置且共轴对准，且由卷烟纸312组装形成条。当组装时，制品20的长度可以介于45毫米与52毫米之间，且直径是7.2毫米。
刚性中空管302是长度为7毫米的陶瓷管。
气溶胶形成基质304位于刚性中空管302的下游，且包括一束卷绕在过滤纸中的卷曲铸型叶烟草。铸型叶烟草包含添加剂，所述添加剂包含丙三醇作为气溶胶形成添加剂。
乙酸纤维素管306位于紧接气溶胶形成基质304的下游，且由乙酸纤维素形成。管306界定的孔的直径是3.3毫米。管306的一个功能是将气溶胶形成基质304定位于朝向制品20的远端，使得其能够与加热元件接触。管306用以防止在插入加热元件时所述气溶胶形成基质304沿制品20朝向口端推动。
传递区段308包括长度是18毫米的薄壁管。传递区段308允许从气溶胶形成基质304释放的挥发性物质沿制品20朝向口端20通过。挥发性物质可以在传递区段308内冷却以形成气溶胶。可以使用气溶胶冷却元件(如卷曲且聚集的聚乳酸片材)而非传递区段。
烟嘴过滤器310是由乙酸纤维素丝束形成的常规烟嘴过滤器，且长度是7毫米。
上文鉴别的五个元件通过紧密地卷绕在卷烟纸312内来组装。这个具体实施例中的纸是具有标准特性或分类的标准卷烟纸。这个具体实施例中的纸是常规卷烟纸。
当将气溶胶生成制品20推入到护套12中时，加热元件95的点91与气溶胶形成基质304接合。通过向气溶胶生成制品施加力，第二加热部分202穿透到气溶胶形成基质304中。当气溶胶生成制品20与气溶胶生成装置10恰当接合时，第二加热部分202已插入到气溶胶形成基质304中。当加热元件95被致动时，气溶胶形成基质30升温，且生成挥发性物质或析出挥发性物质。当用户抽吸气溶胶生成制品20的口端时，空气被抽吸到气溶胶生成制品中，且挥发性物质冷凝形成可吸入的气溶胶。这种气溶胶穿过气溶胶生成制品的口端22且进入用户的口中。
图2更详细地示出加热元件模块100的加热元件90组件。加热元件90是基本上刀片状的。也就是说，加热元件具有一定长度、宽度和厚度，所述长度在使用时沿着与加热元件接合的气溶胶生成制品的纵向轴线延伸。宽度比厚度大。加热元件90终止于一点或尖状物91，所述点或尖状物用于穿透气溶胶生成制品20。加热元件90包括电绝缘衬底92，其界定加热元件90的形状。电绝缘材料可以是例如氧化铝(Al2O3)、稳定氧化锆(ZrO2)。所属领域的一般技术人员将显而易知，电绝缘材料可以是任何合适的电绝缘材料且许多陶瓷材料适用作电绝缘衬底。
导电材料的迹线93涂铺在绝缘衬底92的表面上。迹线93由薄铂层形成。任何合适的导电材料可以用于迹线，且合适的材料的列表包含所属领域的技术人员所熟知的许多金属，包含金。通过第一接触94将迹线93的一端耦合到电源，且通过第二接触96将迹线93的另一端耦合到电源。当电流经过迹线93时，发生电阻式加热。这对整个加热元件90和周围环境进行加热。当切断通过加热元件90的迹线93的电流时，不存在电阻式加热且加热元件90的温度迅速降低。
图3、4和5示出包括安裝在加热元件安装件110中的加热元件90的加热元件模块100。加热元件90安裝成穿过聚合物安装件110。加热元件90的加热部分95从加热元件安装件110的第一表面111垂直延伸。包含电接触94、96的加热元件90的后部从安装件110的第二表面112垂直延伸。安装件110将加热元件90稳固地保持在原位。两个圆顶形的突起从安装件110的第一表面111垂直延伸。这些突起毗连加热元件90的加热部分95的第一面97和第二面98。当并入在气溶胶生成装置(例如图1中所示)时，加热元件模块将加热元件90的加热部分95定位在护套12内以用于接触气溶胶生成制品。
图6示出替代的加热式气溶胶生成制品600，其可以与如上文所描述的气溶胶生成装置一起使用。气溶胶生成制品600包括以共轴对准布置的四个元件：刚性中空管602、气溶胶形成基质604、气溶胶冷却元件606和烟嘴608。这四个元件依序布置，且由外包装材料610包围形成加热式气溶胶生成制品600。气溶胶生成制品600具有用户在使用期间插入到其口中的近端或口端612，和位于气溶胶生成制品600与口端612相对的端的远端614。
气溶胶生成制品的远端614也可以描述成气溶胶生成制品600的上游端，且气溶胶生成制品600的口端612也可以描述成气溶胶生成制品600的下游端。位于口端612与远端614之间的气溶胶生成制品600的元件可以描述成口端612的上游或替代地远端614的下游。
刚性中空管602位于气溶胶生成制品600的最远端或上游端。在图6展示的制品中，刚性中空管602是中空陶瓷管。这种刚性中空管602可以保护气溶胶形成基质免受施加于制品600的远端的火焰，由此提供减少无意点燃的机会的方式。
在图6示出的制品中，气溶胶形成基质604包括由包装纸包围的卷曲均质烟草材料的聚集片材。均质烟草材料的卷曲片材包括甘油作为气溶胶形成剂。
气溶胶冷却元件606紧接地位于气溶胶形成基质604的下游且毗连气溶胶形成基质604。在使用时，从气溶胶形成基质604释放的挥发性物质沿着气溶胶冷却元件606朝向气溶胶生成制品600的口端612穿过。挥发性物质可以在气溶胶冷却元件606内冷却，以形成由用户吸入的气溶胶。在图6示出的制品中，气溶胶冷却元件包括由包装纸包围的卷曲且聚集的聚乳酸片材。卷曲且聚集的聚乳酸片材界定沿着气溶胶冷却元件606的长度延伸的多个纵向通道。
烟嘴608紧接地位于气溶胶冷却元件606的下游且毗连气溶胶冷却元件606。在图6示出的制品中，烟嘴608包括常规的低过滤效率的乙酸纤维素丝束过滤器。
为了组装气溶胶生成制品600，上文所描述的四个元件对准且紧密卷绕在外包装纸610内。在一些实施例中，气溶胶生成制品600的外包装纸610的远端部分可以由烟嘴纸带包围。
图6中示出的气溶胶生成制品600设计成与包括加热元件的气溶胶生成装置接合，以便由用户抽吸或消耗。在使用时，气溶胶生成装置的加热元件将气溶胶生成制品600的气溶胶形成基质604加热到足以形成气溶胶的温度，所述气溶胶通过气溶胶生成制品600向下游抽吸并由用户吸入。
Claims (10)
1.一种用于气溶胶生成装置的加热元件模块，其包括：
伸长加热元件，其具有加热部分；
加热元件安装件，其中所述加热元件从所述加热元件安装件的第一表面基本上垂直地延伸；以及
第一突起和第二突起，其从所述加热元件安装件的所述第一表面基本上垂直地延伸且毗连；所述加热元件的第一侧和第二侧。
2.根据权利要求1所述的加热元件模块，其中所述加热元件从所述加热元件安装件的所述第一表面延伸的部分的长度大于其宽度，所述宽度大于其厚度，所述加热部分面向的所述第一侧和第二侧由所述宽度和所述长度界定。
3.根据权利要求1或2所述的加热元件模块，其中所述第一突起和所述第二突起从所述加热元件安装件的所述第一表面沿所述加热部分的所述长度延伸2mm到10mm的距离。
4.根据权利要求1、2或3所述的加热元件模块，其中所述第一突起和所述第二突起中的每一个具有非平坦自由表面。
5.根据权利要求4所述的加热元件模块，其中所述第一突起和所述第二突起中的每一个的所述非平坦自由表面是球形部分。
6.根据前述权利要求中任一项所述的加热元件，其中所述加热部分包括支承由导电材料形成的迹线的陶瓷绝缘衬底。
7.根据前述权利要求中任一项所述的加热元件模块，其进一步包括用于为所述加热部分供电的电接触，其中所述电接触从所述加热元件安装件的第二表面延伸。
8.根据前述权利要求中任一项所述的加热元件模块，所述加热元件进一步包括加热器衬底，且所述加热部分进一步包括配置成使得当电流经过所述加热部分时所述第一部分被加热到比所述第二部分高的温度的第一部分和第二部分，
其中所述加热部分的所述第一部分定位在所述加热器衬底的加热区域上，且所述加热部分的所述第二部分定位在所述加热器衬底的固持区域上，
且其中所述加热元件安装件和所述第一突起和所述第二突起邻近所述加热器衬底的所述固持区域。
9.根据权利要求8所述的加热元件模块，其中所述加热部分的所述第二部分比所述第一部分长。
10.一种气溶胶生成装置，其包括用于接纳气溶胶生成制品的伸长腔，和根据前述权利要求中任一项所述的加热元件模块，其中所述加热元件的所述加热部分布置成延伸到所述腔中使得其可插入到接纳在所述腔中的气溶胶生成制品中。
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